材料試驗方法x射線衍射x射線光電子能譜-資料下載頁
2025-05-12 18:45本頁面
【正文】 etail scan) ? 主要依據(jù)是組成元素的光電子的特征能量值具唯一性。 66 ? 元素（及其化學狀態(tài)）定性分析即以實測光電子譜圖與標準譜圖相對照，根據(jù)元素特征峰位置（及其化學位移）確定樣品（固態(tài)樣品表面）中存在哪些元素（及這些元素存在于何種化合物中）。 ? 標準譜圖載于相關手冊、資料中。 ? 常用的 PerkinElmer公司的 《 X射線光電子譜手冊 》 載有從 Li開始的各種元素的標準譜圖（以 Mg Kα和 Al Kα為激發(fā)源），標準譜圖中有光電子譜峰與俄歇譜峰位置并附有化學位移數(shù)據(jù)。 圖 511 標準 XPS譜圖示例 (a) Fe； (b) Fe2O3 ? 分析時首先通過對樣品（在整個光電子能量范圍）進行全掃描，以確定樣品中存在的元素；然后再對所選擇的譜峰進行窄掃描，以確定化學狀態(tài)。 ? 定性分析時，必須注意識別伴峰和雜質、污染峰（如樣品被 CO水分和塵埃等沾污，譜圖中出現(xiàn) C， O， Si等的特征峰）。 ? 定性分析時一般利用元素的主峰（該元素最強最尖銳的特征峰），自旋 — 軌道分裂形成的雙峰結構情況有助于識別元素。 XPS定性分析 圖 513 的 X射線光電子能譜圖 3 7 4 2 2( C H ) N S P F??圖 512為已標識的 (C3H7)4NS2PF2的 X射線光電子譜圖。由圖 512可知，除氫以外，其它元素的譜峰均清晰可見。圖中氧峰可能是雜質峰，說明該化合物可能已部分氧化。 Page ? 71 二、元素定量分析 定量分析原理： 光電子能譜測譜峰強度是該物質含量或相應濃度的函數(shù)。 影響譜峰強度的因素： 儀器因素； 光電離過程和光電離截面的影響； 樣品表面組分分布不均、表面污染 XPS的定量計算 本底扣除；理論模型法；靈敏度因子法 定量分析 ? XPS定量分析的關鍵是要把所觀測到的信號強度轉變成元素的含量即將譜峰面積轉變成相應元素的含量。 ? 定義譜峰下所屬面積為譜線強度。 ? 峰強度的測量： 必須包括以下修正： X射線衛(wèi)星峰；化學位移形式；震激峰等離子激元或其它損失 72 峰強度的測量 圖例 73 化合物的結構與它的物理、化學性能有密切關聯(lián)， X射線光電子能譜可以直接測量原子內(nèi)殼層電子的結合能化學位移，來研究化合物的化學鍵和電荷分布。 兩重雙線代表兩種不同化學環(huán)境的 S原子，它們的 S2P電子結合能之間有 學位移。這就是由于兩種硫原子所處的化學環(huán)境不同而造成內(nèi)殼層電子結合能的化學位移，利用它可以推測出化合物的結構。 圖 517 硫代硫酸鈉的 S2p1/2和 S2p3/2譜線 三、化合物結構鑒定 化學結構分析 原理 ? 光電子譜線化學位移 (Photoelectron line chemical shifts and separations). ? XPS通過測定內(nèi)層電子能級譜的化學位移，推知原子結合狀態(tài)和電子分布狀態(tài)。 ? 一定元素的內(nèi)層電子結合能會隨原子的化學態(tài) (氧化態(tài)晶格位和分子環(huán)境等 )發(fā)生變化 (典型值可達幾個 eV)—即化學位移，這一化學位移的信息是元素狀態(tài)分析與相關結構分析的主要依據(jù)。 ? 除惰性氣體元素與少數(shù)位移較小的元素外，大部分元素的單質態(tài)氧化態(tài)與還原態(tài)之間都有明顯的化學位移，如 C1s TiC() ，石墨 () ， CO2()。 ? 通過光電子線的化學位移可進行表面物理化學吸附、金屬氧化膜、聚合物表面改性、電極過程、和產(chǎn)物摩擦學催化劑、與催化動力學方面的各種化學狀態(tài)與結構分析。 75 鉛一硅玻璃被氫還原以后是一種二次電子發(fā)射材料，可制作某些新型電子倍增器件。鉛存在三種狀態(tài)，它們分別是 Pb2+、 Pb+和 Pb原子和“小島”式分布及相互間組成鍵使電子可能以跳躍式導電。 圖 514 還原后鉛玻璃的 Pb4f譜線 四、固體表面相的研究 由于水泥熟料中的硅酸鹽遇水后的水化過程發(fā)生在固 液界面，用光電子能譜研究表面的水化產(chǎn)物的組成，不僅可以了解它的成分變化，而且對硅酸鈣的初期水化反應機理也提供了有價值的信息。 圖 515 C3S水化表面CaO/SiO2隨水化時間的變化 圖 516 βC2S水化表面濺射后 Ca/Si變化 Reference : 《 材料結構表征及應用 》 ，吳剛主編，化學工業(yè)出版社 《 現(xiàn)代分析技術 》 ，陸家和，陳長彥主編，清華大學出版社 Page ? 79 感謝您的關注 更多模板下載 請到 WPS在線模板
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